+

RU2761651C1 - Device for contactless thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases - Google Patents

Device for contactless thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases Download PDF

Info

Publication number
RU2761651C1
RU2761651C1 RU2021110488A RU2021110488A RU2761651C1 RU 2761651 C1 RU2761651 C1 RU 2761651C1 RU 2021110488 A RU2021110488 A RU 2021110488A RU 2021110488 A RU2021110488 A RU 2021110488A RU 2761651 C1 RU2761651 C1 RU 2761651C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermal
manipulator
control unit
thermal imager
thermal imaging
Prior art date
Application number
RU2021110488A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Евгеньевич Любимов
Юрий Алексеевич Цой
Леонид Дмитриевич Сагинов
Яков Петрович Лобачевский
Владимир Вячеславович Кирсанов
Дмитрий Юрьевич Павкин
Михаил Евгеньевич Головкин
Семен Сергеевич Рузин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2021110488A priority Critical patent/RU2761651C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761651C1 publication Critical patent/RU2761651C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K11/00Marking of animals
    • A01K11/006Automatic identification systems for animals, e.g. electronic devices, transponders for animals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00Other apparatus for animal husbandry
    • A01K29/005Monitoring or measuring activity, e.g. detecting heat or mating

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to the field of agriculture, in particular animal husbandry, namely for the identification and diagnosis of diseases of cows. The device for non-contact thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases contains a thermal imaging device, a manipulator, a selection gate and a control unit. The contactless thermal imaging device is made in the form of a thermal imager and a base fixed on the platform of the rotary mechanism of the manipulator, with the possibility of rotation in the vertical plane by means of a controlled linear drive of the parallelogram mechanism, which retains the horizontal position of the platform attached to the parallelogram mechanism. The thermal imaging device is also made with the possibility of rotation in the horizontal plane by means of a controlled second linear actuator pivotally connected to the manipulator arm. At the same time, the thermal imager is moved to take thermal images of the sides of the udder or other parts of the cow’s body by controlling the operation of the manipulator by the control unit based on the results of video shooting of the thermal imager itself according to the feedback principle. Moreover, the selection gates are controlled by the controller according to the commands of the control unit formed by the results of video shooting with a thermal imager.
EFFECT: invention makes it possible to increase the automation of obtaining thermal images, which significantly improves and accelerates the identification and diagnosis of signs of pathology of cows, as well as accelerates the treatment of animals and keeps them healthy.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности животноводству, а именно для идентификации и диагностики заболеваний коров.The invention relates to the field of agriculture, in particular animal husbandry, namely for the identification and diagnosis of cow diseases.

Диагностика заболеваний дойных коров в промышленном животноводстве затруднена вследствие беспривязного содержания, нехватки квалифицированных ветеринарных кадров и представляет серьезную проблему.Diagnosis of diseases of dairy cows in industrial animal husbandry is difficult due to loose housing, lack of qualified veterinary personnel and is a serious problem.

Известен манипулятор доильной установки, с управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы, содержащий держатель доильных стаканов, установленный на рычаге поддержки, выполненного в виде параллелограммного механизма, имеющего возможность поворота в вертикальной плоскости посредством линейного привода за счет шарнирного соединения с промежуточным рычагом, который шарнирно соединен с рычагом отведения манипулятора (патент РФ № 2715859, МПК A01J 7/00, опубл. 03.03.2020г. Бюл. №7). Known milking machine manipulator, with a controlled milking mode in quarters of the udder of a cow, containing a teat cup holder mounted on a support lever made in the form of a parallelogram mechanism that can be rotated in a vertical plane by means of a linear drive due to a hinged connection with an intermediate lever, which is hingedly connected with a lever for retraction of the manipulator (RF patent No. 2715859, IPC A01J 7/00, publ. 03.03.2020. Bull. No. 7).

Недостатком известного манипулятора является то, что он предназначен для подвода и перемещения доильных стаканов в вертикальной и горизонтальной плоскостях с фиксацией при отключении вакуума по окончании доения и не может работать по командам блока управления с одновременным управлением контроллером селекционных ворот. Узконаправленная специфика известного манипулятора заключается в автоматизированном подводе доильных стаканов к соскам вымени коровы, когда держатель доильных стаканов, установленный на рычаге поддержки, имеет возможность поворота только в вертикальной плоскости посредством линейного привода и шарнирно соединен с рычагом отведения манипулятора с возможностью его поворота в горизонтальной плоскости.The disadvantage of the known manipulator is that it is designed to supply and move the teat cups in the vertical and horizontal planes with fixation when the vacuum is turned off at the end of milking and cannot operate on commands from the control unit while simultaneously controlling the selection gate controller. A narrowly targeted specificity of the known manipulator consists in the automated supply of teat cups to the teats of the udder of a cow, when the teat cup holder mounted on the support lever can only rotate in the vertical plane by means of a linear drive and is pivotally connected to the manipulator retraction lever with the possibility of its rotation in the horizontal plane.

Известен способ и устройство идентификации коров, в котором механической рукой при помощи пневмопривода одновременно отодвигают заднюю ногу коровы в области скакательного сустава для мгновенного снимка тепловизором формы вымени и сосков (патент РФ № 2423825, МПК A01K 11/00, опубл. 20.07.2011, Бюл. № 20). A known method and device for identifying cows, in which a mechanical hand using a pneumatic drive simultaneously pushes the hind leg of a cow in the hock joint area for a snapshot of the shape of the udder and nipples with a thermal imager (RF patent No. 2423825, IPC A01K 11/00, publ. 20.07.2011, Bul . No. 20).

Недостатком известного устройства является то, что тепловизор позволяет осуществлять съемку области тазовой конечности и вымени коровы только сбоку и с одной стороны, и фиксирует изображение только форм вымени и сосков и, не позволяет осуществлять снимки снизу всего туловища и его отделов, что недостаточно для полной диагностики состояния вымени животного.The disadvantage of the known device is that the thermal imager allows you to take pictures of the pelvic limb and udder of a cow only from the side and from one side, and captures the image of only the shapes of the udder and nipples and does not allow taking pictures from the bottom of the entire body and its sections, which is not enough for a complete diagnosis the state of the udder of the animal.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является механизированная установка для бесконтактной тепловизионной видеоцифровой диагностики заболеваний животных, содержащая станок для фиксации животных и тепловизионное устройство в виде двух тепловизоров, закрепленных при помощи ползунов наподвижных вертикальных и горизонтальных направляющих, расположенных снаружи и вдоль станка для фиксации животных с возможностью осуществления тепловизионных снимков сбоку, под брюхом или выменем животного, по этим тепловизионным снимкам в блоке управления производится анализ состояния животного для идентификации и диагностики физиологического состояния животного и подается отпирающий сигнал воротам станка (патент РФ № 2668674, МПК A01K 11/00, опубл.02.10.2018, Бюл. № 28).The closest in technical essence to the proposed invention is a mechanized installation for non-contact thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases, containing a machine for fixing animals and a thermal imaging device in the form of two thermal imagers fixed with sliders on movable vertical and horizontal guides located outside and along the machine for fixing animals with the possibility of taking thermal images from the side, under the belly or udder of the animal, according to these thermal images, the control unit analyzes the state of the animal to identify and diagnose the physiological state of the animal and sends an unlocking signal to the machine gate (RF patent No. 2668674, IPC A01K 11/00, publ. .02.10.2018, bull. No. 28).

Недостатком известного устройства является то, что тепловизионное устройство выполнено в виде двух тепловизоров, установленных с двух сторон снаружи станка для фиксации животных, что существенно влияет по затратам времени оператором на загон коровы и затрудняет проведение тепловизионной сьемки органов и участков тела животного для диагностики в условиях молочной товарной фермы при этом, значительно (в 2 раза) увеличивается стоимость устройства. The disadvantage of the known device is that the thermal imaging device is made in the form of two thermal imagers installed on both sides outside the machine for fixing animals, which significantly affects the time spent by the operator on the corral of the cow and makes it difficult to conduct thermal imaging of the organs and body parts of the animal for diagnosis in dairy conditions. at the same time, the cost of the device increases significantly (2 times).

Задачей предлагаемого изобретения является ускорение и повышение автоматизации осуществления тепловизионных снимков под брюхом и сбоку туловища коровы, снижение стоимости тепловизионной термографии температурно-контрастных изображений различных частей тела коровы, например вымени, для динамической идентификации признаков патологии у дойных коров на основе анализа и распознавания участков поверхности кожи туловища и органов, например, вымени по их инфракрасным изображениям (снимкам).The objective of the present invention is to accelerate and increase the automation of the implementation of thermal imaging images under the belly and side of the cow's body, reduce the cost of thermal imaging thermography of temperature-contrast images of various parts of the cow's body, such as the udder, for dynamic identification of pathology signs in lactating cows based on the analysis and recognition of skin surface areas the trunk and organs, for example, the udder from their infrared images (pictures).

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность повышения автоматизации осуществления тепловизионных снимков за счет того, что манипулятор с поворотным механизмом, работающий по принципу обратной связи с блоком управления, обеспечивает одному тепловизору видеосьемку и осуществление тепловизионных снимков как всего животного, так и отдельных выбираемых частей сосков вымени, передней или задней ног, что значительно улучшает и ускоряет идентификацию и диагностику признаков патологии коров, для ускорения лечения и сохранения здоровья животных, удлиняя продуктивное долголетие. Блок управления по результатам видеосьемки тепловизора бесконтактно управляет работой манипулятора по перемещению тепловизора по принципу обратной связи, и управляет работой тепловизора, переключая режим видеосьемки в режим тепловизионного снимка и обратно.As a result of using the proposed invention, it becomes possible to increase the automation of the implementation of thermal imaging due to the fact that a manipulator with a rotary mechanism, operating on the principle of feedback with the control unit, provides one thermal imager with video recording and thermal imaging of both the entire animal and individual selectable parts of the udder teats , front or back legs, which significantly improves and accelerates the identification and diagnosis of signs of cow pathology, to accelerate the treatment and preserve the health of animals, lengthening productive longevity. Based on the results of video recording of the thermal imager, the control unit non-contact controls the operation of the manipulator to move the thermal imager according to the feedback principle, and controls the operation of the thermal imager, switching the video recording mode to the thermal imaging mode and vice versa.

Тепловизионные снимки фрагментов областей туловища и вымени помогают выявить признаки патологии коров и позволяют разработать интерактивный алгоритм формирования температурных параметров ИК изображений участков поверхности кожи КРС. Эти изображения при занесении в базу данных (БД) программного комплекса позволяют создать интеллектуальную экспертную систему (ИЭС) для формирования правил работы с ИК изображениями, построения регрессионных трендов состояний дойных коров, давать экспертные рекомендации по необходимым профилактическим мерам охраны здоровья индивидуальных представителей коров, информация о которых хранится в БД.Thermal images of fragments of the trunk and udder regions help to reveal signs of cow pathology and allow developing an interactive algorithm for the formation of temperature parameters of IR images of cattle skin surface areas. These images, when entered into the database (DB) of the software complex, make it possible to create an intelligent expert system (IES) for the formation of rules for working with IR images, construction of regression trends in the states of lactating cows, to give expert recommendations on the necessary preventive measures to protect the health of individual cow representatives, information on which are stored in the database.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для бесконтактной тепловизионной видеоцифровой диагностики заболеваний животных, содержащем тепловизионное устройство, манипулятор, селекционные ворота, блок управления, согласно изобретению, бесконтактное тепловизионное устройство выполнено в виде тепловизора и основания, закрепленных на платформе поворотного механизма манипулятора, с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством управляемого линейного привода параллелограммного механизма, сохраняющего горизонтальное положение платформы, прикрепленной к параллелограммному механизму и поворота в горизонтальной плоскости посредством управляемого второго линейного привода, шарнирно соединенного с рычагом манипулятора, при этом перемещение тепловизора для осуществления тепловизионных снимков сторон вымени или других частей тела коровы происходит за счет управления работой манипулятора блоком управления по результатам видеосьемки самого тепловизора по принципу обратной связи, селекционные ворота управляются контроллером по командам блока управления сформированных по результатам видеосьемки тепловизором.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed device for non-contact thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases, containing a thermal imaging device, manipulator, selection gate, control unit, according to the invention, the non-contact thermal imaging device is made in the form of a thermal imager and a base, fixed on the platform of the rotary mechanism of the manipulator, with the possibility of rotation in the vertical plane by means of a controlled linear drive of the parallelogram mechanism, which maintains the horizontal position of the platform attached to the parallelogram mechanism and rotation in the horizontal plane by means of a controlled second linear drive pivotally connected to the arm of the manipulator, while moving the thermal imager to take thermal images of the sides of the udder or other parts of the cow's body occurs due to the control of the manipulator by the control unit based on the results of video recording of the heat itself. zora according to the principle of feedback, the selection gate is controlled by the controller according to the commands of the control unit formed according to the results of video recording with a thermal imager.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматизацию идентификации заболеваний дойных коров, например форм неспецифического мастита, улучшает и ускоряет возможность автоматизировано быстро и точно производить тепловизионные снимки и видеоизображения сбоку и снизу как всего туловища коровы, так и его отделов, например вымени, за счет того, что один тепловизор установлен на основании в виде поворотного механизма в манипуляторе, который может свободно перемещать в вертикальной и горизонтальной плоскостях тепловизор, фиксируя его в момент снимка и видеосьемки, при этом блок управления, обеспечивает и контролируетуправляемый режим тепловизионной сьемки. Тепловизор осуществляет как моментальные тепловизионные снимки, так и обычную видеосъемку.The proposed device provides automation of the identification of diseases of lactating cows, for example, forms of nonspecific mastitis, improves and accelerates the ability to automatically and quickly and accurately produce thermal imaging and video images from the side and bottom of both the entire body of the cow and its sections, such as the udder, due to the fact that one thermal imager installed on a base in the form of a rotary mechanism in a manipulator, which can freely move the thermal imager in the vertical and horizontal planes, fixing it at the moment of taking a picture and video recording, while the control unit provides and controls a controlled mode of thermal imaging. The thermal imager provides both instant thermal images and regular video recording.

Тепловизионная сьемка вымени коровы с трех сторон осуществляется в течение 10 секунд. После производства тепловизионных снимков фрагментов туловища или органа с противоположной стороны животного, например вымени снизу, справа и слева (боковых сторон и дна вымени), по этим тепловизионным снимкам в блоке управления в программном комплексе информационной системы производится сравнительный анализ состояния животного на основе заложенной базовой программы предыдущих обмеров и статистической обработки микропроцессором блока управления для идентификации и диагностики физиологического состояния органа коровы, например вымени, после этого в блоке управления формируется и подается отпирающий сигнал контроллеру селекционных ворот, открывая путь животному далее в бокс или в зооветеринарный блок, при этом тепловизор, находящийся на исходной позиции, работает в режиме обычной видеосьемки, контролируя проход коровы, затем блок управления, по результатам видеосьемки тепловизора дает сигнал контроллеру закрыть селекционные ворота.Thermal imaging of a cow's udder from three sides is carried out within 10 seconds. After the production of thermal images of fragments of the body or organ from the opposite side of the animal, for example, the udder from the bottom, right and left (sides and bottom of the udder), a comparative analysis of the state of the animal is carried out based on these thermal images in the control unit in the software complex of the information system based on the basic program. previous measurements and statistical processing by the microprocessor of the control unit to identify and diagnose the physiological state of a cow's organ, for example, the udder, after which an unlocking signal is generated in the control unit and sent to the selection gate controller, opening the way for the animal further into the box or veterinarian unit, while the thermal imager located at the initial position, it works in the normal video recording mode, monitoring the passage of the cow, then the control unit, based on the results of the video recording of the thermal imager, gives a signal to the controller to close the selection gate.

Предлагаемое устройство предназначено для автоматического осуществления тепловизионных снимков дляидентификации заболеваний коров, выявления ранних стадий распространенных заболеваний в молочном скотоводстве, представляющих хозяйственно-экономическую проблему: воспаление молочной железы-субклинические маститы, которыми на сегодняшний день страдают 20- 30% поголовья хозяйств и заболевания суставов конечностей (до 40% поголовья) сопровождаемых снижением молочной продуктивности на 15-35%, ухудшением качества молока, увеличением бесплодия коров, повышением заболеваемости телят, преждевременной выбраковкой животных.The proposed device is designed for automatic thermal imaging for identification of cow diseases, detection of early stages of common diseases in dairy farming, representing an economic and economic problem: inflammation of the mammary gland-subclinical mastitis, which today suffer from 20-30% of the livestock of farms and diseases of the joints of the extremities ( up to 40% of the livestock) accompanied by a decrease in milk productivity by 15-35%, deterioration in milk quality, an increase in cow infertility, an increase in the incidence of calves, and premature culling of animals.

Программный комплекс информационной системы, включающий ввод информации в виде ИК изображений и ее предварительную обработку; информационную базу данных (БД) для хранения ИК изображений органов или участков тела дойных коров и сопутствующей информации, интеллектуальную экспертную система (ИЭС) для формирования правил работы с ИК изображениями, построения регрессионных трендов состояний представителей коров, формирования экспертных рекомендаций по необходимым профилактическим мерам охраны здоровья индивидуальных представителей коров, информация о которых хранится в БД и применение управляемого по принципу обратной связи манипулятора повышает автоматизацию производства тепловизионных снимков, что значительно ускоряет идентификацию и диагностику признаков патологии коров, обеспечивая незамедлительное лечение и сохранение здоровья животных.The software complex of the information system, including the input of information in the form of IR images and its preliminary processing; information database (DB) for storing IR images of organs or body parts of lactating cows and related information, an intelligent expert system (IES) for the formation of rules for working with IR images, construction of regression trends in the states of cow representatives, the formation of expert recommendations on the necessary preventive health protection measures individual representatives of cows, information about which is stored in the database and the use of a feedback-controlled manipulator increases the automation of the production of thermal imaging images, which significantly speeds up the identification and diagnosis of signs of cow pathology, ensuring immediate treatment and preserving the health of animals.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема устройства, на фиг. 2 - вид сверху.The essence of the invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general diagram of the device, Fig. 2 is a top view.

Устройство для бесконтактной тепловизионной видеоцифровой диагностики заболеваний животных, содержит тепловизионное устройство, выполненное в виде тепловизора 1 и основания 2, установленное на платформе 3, закрепленной на рычаге поддержки 4, поворотного механизма 5, связанного с параллелограммным механизмом 6 и имеющего возможность поворота в вертикальной плоскости посредством линейного привода 8 через промежуточный рычаг 7 манипулятора 16, второй линейный привод 10 шарнирно соединен со вторым промежуточным рычагом 9 манипулятора 16, который одним концом соединен с неподвижной стойкой 11, блок управления 12, блок питания 13, контроллер управления селекционными воротами 14, селекционные ворота 15.A device for non-contact thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases contains a thermal imaging device made in the form of a thermal imager 1 and a base 2 mounted on a platform 3 fixed on a support arm 4 of a rotary mechanism 5 associated with a parallelogram mechanism 6 and having the ability to rotate in a vertical plane by linear actuator 8 through the intermediate lever 7 of the manipulator 16, the second linear actuator 10 is pivotally connected to the second intermediate lever 9 of the manipulator 16, which is connected at one end to the fixed post 11, the control unit 12, the power supply unit 13, the controller for controlling the selection gate 14, the selection gate 15 ...

Рычаг поддержки 4, поворотный механизм 5, параллелограммный механизм 6, промежуточный рычаг 7, линейный привод 8, второй промежуточный рычаг 9, второй линейный привод 10 образуют манипулятор16, управляемый блоком управления 12 для осуществления тепловизионных снимков тепловизора 1. Контроллер 14 по командам блока управления 12, сформированных по результатам видеосьемки тепловизором 1 управляет селекционными воротами 15.Support lever 4, rotary mechanism 5, parallelogram mechanism 6, intermediate lever 7, linear actuator 8, second intermediate lever 9, second linear actuator 10 form a manipulator 16 controlled by control unit 12 for taking thermal images of thermal imager 1. Controller 14 by commands from control unit 12 formed according to the results of video recording by the thermal imager 1 controls the selection gate 15.

Работает устройство для бесконтактной тепловизионной видеоцифровой диагностики заболеваний животных следующим образом.The device for non-contact thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases works as follows.

На молочной товарной ферме (МТФ) после доения коровы выходят из доильной установки, например, типа «Тандем», «Елочка» и, идущую первой корову останавливают закрытые селекционные ворота 15. Тепловизор 1, находится на исходной позиции рядом с селекционными воротами 15 и фиксирует изображение остановившейся коровы и посылает сигнал в блок управления 12. Блок управления 12 после идентификации коровы посылает манипулятору 16 электронную команду подвода тепловизора 1, например, к вымени коровы на заданное расстояние и включает режим видеосьемки тепловизора 1 для регулировки подвода платформы 3 с тепловизором 1 манипулятором 16 к заданной стороне органа коровы, например вымени слева, затем делается тепловизионный снимок и, тепловизор 1 посылает сигнал блоку управления 12, где происходит обработка тепловизионного снимка, контроль и ввод информации в виде обработанных данных инфракрасных изображений (ИК), создание информационной базы данных (БД) для хранения ИК изображений КРС и сопутствующей информации в экспериментальном программном комплексе информационной системы. В блоке управления 12 формируется и подается команда тепловизору 1 перейти в режим видеосьемки и включается линейный привод 8 и второй линейный привод 10 манипулятора 16, которые подводят тепловизор 1 по видеосьемке тепловизора 1 по принципу обратной связи с блоком управления 12 к заданной стороне органа, например вымени, с другой стороны – справа и по результатам видеосьемки блок управления 12 формирует команду переключения режима видеосьемки на режим тепловизионный снимок, тепловизор 1 выполняет снимок, и автоматически переходит в режим видеосьемки и по принципу обратной связи блок управления 12 формирует команду манипулятору 16 отвести тепловизор 1 на исходную позицию сбоку от закрытых селекционных ворот 15.At a commercial dairy farm (DF), after milking, the cows leave the milking installation, for example, of the Tandem, Herringbone type, and the first cow is stopped by the closed selection gate 15. Thermal imager 1 is in its original position next to the selection gate 15 and fixes the image of a stopped cow and sends a signal to the control unit 12. After identification of the cow, the control unit 12 sends to the manipulator 16 an electronic command to bring the thermal imager 1, for example, to the udder of the cow at a predetermined distance and turns on the video recording mode of the thermal imager 1 to adjust the approach of the platform 3 with the thermal imager 1 by the manipulator 16 to a given side of a cow's organ, for example, the udder on the left, then a thermal imaging image is taken and the thermal imager 1 sends a signal to the control unit 12, where the thermal imaging image is processed, information is monitored and entered in the form of processed infrared image (IR) data, an information database (DB ) for storing IR images of cattle and related information in the experimental software complex of the information system. In the control unit 12, a command is formed and sent to the thermal imager 1 to switch to the video recording mode and the linear actuator 8 and the second linear actuator 10 of the manipulator 16 are turned on, which bring the thermal imager 1 through video recording of the thermal imager 1 according to the principle of feedback with the control unit 12 to a given side of the organ, for example, the udder , on the other hand - on the right and according to the results of video recording, the control unit 12 generates a command to switch the video recording mode to the thermal imaging mode, the thermal imager 1 takes a snapshot, and automatically switches to the video recording mode and, according to the feedback principle, the control unit 12 generates a command to the manipulator 16 to move the thermal imager 1 to home position to the side of the closed selection gate 15.

После перемещения манипулятором 16 на исходную позицию тепловизор 1 дает блоку управления 12 контрольный сигнал и автоматически включает режим видеосьемки, блок управления 12 формирует отпирающий сигнал контроллеру управления 14 селекционных ворот 15 для прохода коровы, тепловизор 1 передает видеосьемку прохода коровы в блок управления 12, где формируется сигнал контроллеру 14 для закрытия селекционных ворот 15.After moving the manipulator 16 to the initial position, the thermal imager 1 gives the control unit 12 a control signal and automatically turns on the video recording mode, the control unit 12 generates an unlocking signal to the control controller 14 of the selection gate 15 for the passage of the cow, the thermal imager 1 transmits the video of the passage of the cow to the control unit 12, where signal to controller 14 to close selection gate 15.

Тепловизор 1 с основанием 2, закрепленными на платформе 3 рычага поддержки 4, поворотного механизма 5, связанных с параллелограммным механизмом 6, промежуточным рычагом 7, линейного привода 8 находится на исходной позиции сбоку от закрытых селекционных ворот 15 и включается при приближении коровы к селекционным воротам 15, посылая сигнал в блок управления 12. По сигналу блока управления 12 в тепловизоре 1 включается режим видеосьемки, по которой блок управления 12 включает линейный привод 8 и второй линейный привод 10 и по сигналам видеосьемки тепловизора 1 манипулятор16 подводит платформу 3 с тепловизором 1, например, к вымени на заданное расстояние, и тепловизор 1 осуществляет снимок сбоку, например вымени, затем блок управления 12 включает в тепловизоре 1 режим видеосьемки, по которой блок управления 12 обеспечивает работу манипулятора 16 по подводу тепловизора 1 под брюхо коровы и под вымя. Наличие параллелограммного механизма 6 позволяет платформе 3 всегда сохранять горизонтальное положение тепловизора 1 для удобного подвода сбоку или снизу, например, сосков вымени коровы и, последующего, по окончании тепловизионного снимка, перемещения тепловизора 1, осуществляя поворот через промежуточный рычаг 7 линейным приводом 8 и, второго линейного привода 10 через рычаг 9 поворота тепловизора 1 для осуществления снимка, например вымени, сбоку. По окончании тепловизионного снимка включается режим видеосьемки и блок управления12 дает команду манипулятору 16 на выведение тепловизора 1 на исходную позицию. Вначале срабатывает рычаг 9, которым управляет второй линейный привод 10, а затем поднимается рычаг поддержки 4 с платформой 3 с тепловизором 1, происходит поворот и перемещение платформы 3 с тепловизором 1 на исходную позицию, откуда тепловизор 1 посылает подтверждающий сигнал блоку управления 12. После чего, блок управления 12 формирует команду контроллеру 14 на открытие селекционных ворот 15, освобождая пространство для прохода коровы, после прохода коровы селекционные ворота 15 закрываются. The thermal imager 1 with the base 2, fixed on the platform 3 of the support lever 4, the rotary mechanism 5, connected with the parallelogram mechanism 6, the intermediate lever 7, the linear actuator 8 is in the initial position on the side of the closed selection gate 15 and turns on when the cow approaches the selection gate 15 by sending a signal to the control unit 12. According to the signal from the control unit 12 in the thermal imager 1, the video recording mode is activated, according to which the control unit 12 turns on the linear actuator 8 and the second linear actuator 10 and, according to the signals from the video recording of the thermal imager 1, the manipulator 16 brings the platform 3 with the thermal imager 1, for example, to the udder at a predetermined distance, and the thermal imager 1 takes a picture from the side, for example, the udder, then the control unit 12 turns on the video recording mode in the thermal imager 1, according to which the control unit 12 provides the manipulator 16 to supply the thermal imager 1 under the belly of the cow and under the udder. The presence of the parallelogram mechanism 6 allows the platform 3 to always maintain the horizontal position of the thermal imager 1 for convenient approach from the side or from below, for example, the teats of the udder of a cow and, after the end of the thermal imaging image, the movement of the thermal imager 1, turning through the intermediate lever 7 by the linear drive 8 and, the second linear actuator 10 through the lever 9 of rotation of the thermal imager 1 to take a picture, for example of the udder, from the side. At the end of the thermal imaging image, the video recording mode is turned on and the control unit 12 gives a command to the manipulator 16 to move the thermal imager 1 to its initial position. First, lever 9 is triggered, which is controlled by the second linear actuator 10, and then the support lever 4 with platform 3 with thermal imager 1 is raised, platform 3 with thermal imager 1 is rotated and moved to its original position, from where the thermal imager 1 sends a confirmation signal to control unit 12. After that , the control unit 12 generates a command to the controller 14 to open the selection gate 15, freeing up space for the passage of the cow; after the passage of the cow, the selection gate 15 is closed.

По полученным тепловизионным снимкам в блоке управления 12 в программном комплексе информационной системы производится обработка и анализ полученных видеоизображений и тепловизионных снимков и оценка состояния животного на основе заложенной базовой программы обмеров и статистическая обработка микропроцессором для идентификации и диагностики физиологического состояния животного, и далее подается команда произвести следующий снимок, например, снизу вымени, для чего включает в тепловизоре 1 режим видеосьемки и команду манипулятору16 для подвода тепловизора 1 под вымя коровы или отпирающий сигнал контроллеру 14 селекционных ворот 15, направляя животное далее в бокс или в зооветеринарный блок для последующего лечения.According to the obtained thermal imaging images in the control unit 12 in the software complex of the information system, the processing and analysis of the obtained video images and thermal imaging images and the assessment of the animal's condition based on the laid down basic measurement program and statistical processing by the microprocessor for the identification and diagnosis of the physiological state of the animal are carried out, and then the command is given to perform the following a snapshot, for example, from the bottom of the udder, for which it includes a video recording mode in the thermal imager 1 and a command to the manipulator 16 to bring the thermal imager 1 under the udder of a cow or an unlocking signal to the controller 14 of the selection gate 15, directing the animal further into the box or veterinarian unit for subsequent treatment.

Тепловизор 1 за счет манипулятора 16 свободно передвигается под брюхо или вымя животного. Манипулятор 16 обеспечивает возможность тепловизору 1 осуществлять снимки под брюхом или выменем коровы, с правой и левой стороны животного. По видеосьемке тепловизора 1 в блоке управления 12 по принципу обратной связи идет управление работой манипулятора 16 по подводу тепловизора 1 к вымени коровы, а по сделанным тепловизионным снимкам в программном комплексе информационной системы в блоке управления 12 производится сравнительный анализ состояния животного на основе заложенной базовой программы обмеров и последующей статистической обработки микропроцессором для идентификации и диагностики физиологического состояния животного, и формируется и подается отпирающий сигнал контроллеру 14 для открытия селекционных ворот 15. Тепловизор 1 осуществляет как моментальные тепловизионные снимки, так и обычную видеосьемку.The thermal imager 1 due to the manipulator 16 moves freely under the belly or udder of the animal. The manipulator 16 enables the thermal imager 1 to take pictures under the belly or udder of a cow, on the right and left sides of the animal. According to the video recording of the thermal imager 1 in the control unit 12, according to the feedback principle, the operation of the manipulator 16 is controlled by the supply of the thermal imager 1 to the udder of the cow, and according to the thermal imaging images taken in the software complex of the information system in the control unit 12, a comparative analysis of the state of the animal is carried out on the basis of the basic measurement program. and subsequent statistical processing by a microprocessor to identify and diagnose the physiological state of the animal, and an unlocking signal is generated and supplied to the controller 14 to open the selection gate 15. The thermal imager 1 performs both instant thermal images and conventional video recording.

Термографические характеристики тепловизионных изображений конечностей и вымени коровы показали, что температурное разрешение на уровне 0,1-0,2К достаточно для идентификации воспаления, например венчика копыта, или очагов мастита в молочной железе коров. Между соотношением геометрических размеров животных, контуров тела с болезнями суставов конечностей установлена оценка использования видеоизображений животного для компьютерной обработки и получения бонитировочных данных. Дистанционный мониторинг заболеваний коров может быть основой системного статучета поголовья коров по электронным паспортам и анализу здоровья дойного стада. Видеосъемка исследуемой части туловища животного, путем автоматизации и ускорения тепловизионной сьемки применением манипулятора тепловизионного устройства, содержащего тепловизор, значительно удешевляет и улучшает диагностику заболеваний коров на МТФ.Thermographic characteristics of thermal imaging images of the limbs and udder of a cow showed that a temperature resolution of 0.1-0.2 K is sufficient to identify inflammation, for example, the hoof corolla, or foci of mastitis in the mammary gland of cows. Between the ratio of the geometric dimensions of animals, body contours with diseases of the joints of the extremities, an assessment of the use of video images of an animal for computer processing and obtaining assessment data was established. Remote monitoring of cow diseases can be the basis for systematic statistics of the cow population using electronic passports and analysis of the health of a dairy herd. Video filming of the investigated part of the animal's body, by automating and accelerating thermal imaging by using a manipulator of a thermal imaging device containing a thermal imager, significantly reduces the cost and improves the diagnosis of cow diseases using the MTP.

Claims (1)

Устройство для бесконтактной тепловизионной видеоцифровой диагностики заболеваний животных, содержащее тепловизионное устройство, манипулятор, селекционные ворота, блок управления, отличающееся тем, что бесконтактное тепловизионное устройство выполнено в виде тепловизора и основания, закрепленных на платформе поворотного механизма манипулятора, с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством управляемого линейного привода параллелограммного механизма, сохраняющего горизонтальное положение платформы, прикрепленной к параллелограммному механизму, и поворота в горизонтальной плоскости посредством управляемого второго линейного привода, шарнирно соединенного с рычагом манипулятора, при этом перемещение тепловизора для осуществления тепловизионных снимков сторон вымени или других частей тела коровы происходит за счет управления работой манипулятора блоком управления по результатам видеосъемки самого тепловизора по принципу обратной связи, селекционные ворота управляются контроллером по командам блока управления, сформированным по результатам видеосъемки тепловизором. A device for non-contact thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases, containing a thermal imaging device, a manipulator, a selection gate, a control unit, characterized in that the non-contact thermal imaging device is made in the form of a thermal imager and a base, fixed on the platform of the manipulator's rotary mechanism, with the ability to rotate in a vertical plane by means of a controlled linear drive of the parallelogram mechanism, which maintains the horizontal position of the platform attached to the parallelogram mechanism, and rotates in the horizontal plane by means of a controlled second linear drive pivotally connected to the manipulator arm, while the thermal imager moves to take thermal images of the sides of the udder or other parts of the cow's body due to control of the manipulator by the control unit based on the results of video filming of the thermal imager itself according to the feedback principle, the selection gate is controlled by the control Leader according to the commands of the control unit, formed according to the results of video recording with a thermal imager.
RU2021110488A 2021-05-28 2021-05-28 Device for contactless thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases RU2761651C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110488A RU2761651C1 (en) 2021-05-28 2021-05-28 Device for contactless thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110488A RU2761651C1 (en) 2021-05-28 2021-05-28 Device for contactless thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761651C1 true RU2761651C1 (en) 2021-12-13

Family

ID=79174999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021110488A RU2761651C1 (en) 2021-05-28 2021-05-28 Device for contactless thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761651C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800512C1 (en) * 2022-07-08 2023-07-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) Method for remote fixation and immobilization of animals and device for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2423825C1 (en) * 2009-11-25 2011-07-20 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Device and method of cows identification
US20130319336A1 (en) * 2010-12-09 2013-12-05 Dairy Automation Limited Detection apparatus for the monitoring of milking animals
RU2668674C1 (en) * 2017-10-23 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Mechanized installation for contactless thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases
US10383305B1 (en) * 2016-08-17 2019-08-20 Technologies Holdings Corp. Vision system for teat detection
US10874086B2 (en) * 2017-07-05 2020-12-29 Marinus Dijkstra Robotic injection system for domestic herd animals

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2423825C1 (en) * 2009-11-25 2011-07-20 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Device and method of cows identification
US20130319336A1 (en) * 2010-12-09 2013-12-05 Dairy Automation Limited Detection apparatus for the monitoring of milking animals
US10383305B1 (en) * 2016-08-17 2019-08-20 Technologies Holdings Corp. Vision system for teat detection
US10874086B2 (en) * 2017-07-05 2020-12-29 Marinus Dijkstra Robotic injection system for domestic herd animals
RU2668674C1 (en) * 2017-10-23 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Mechanized installation for contactless thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800512C1 (en) * 2022-07-08 2023-07-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) Method for remote fixation and immobilization of animals and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6167839B1 (en) Arrangement and a method of performing an animal-related action
US9901067B2 (en) Robotic attacher and method of operation
US6019061A (en) Arrangement for and a method of managing a herd of freely walking animals
CN109788739B (en) Device and method for free-range livestock pasture
US7073458B2 (en) System and method for milking animals
RU2761651C1 (en) Device for contactless thermal imaging video digital diagnostics of animal diseases
EP3079461B1 (en) Automated milking stall
RU2668674C1 (en) Mechanized installation for contactless thermal imaging video-digital diagnostics of animal diseases
RU2423825C1 (en) Device and method of cows identification
CN113290539A (en) Inspection robot for dairy farm
Vince Teat-seeking or pre-sucking behaviour in newly-born lambs: possible effects of maternal skin temperature
CA2342919A1 (en) Animal stall with gate adapted for goading the animal
RU2774146C1 (en) Method and device for contactless diagnosis of limb disease in cattle at an early stage
Aernouts et al. Robotic Technologies for Dairy Farming
RU2661386C1 (en) Biotechnical nipple search system on the cattle's udder for a milking robot
Soroko et al. Changes in udder skin surface temperature of dairy cows caused by machine milking
US20220264841A1 (en) A dairy farm with a single or multiple frontal elevated roads
Müller et al. Special need cows and the installation of automatic milking systems.
CS212180B1 (en) Facility for selcting the animals from mobile milking halls
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载